干式變壓器空載合閘時的并發涌流
前言當一個發電廠或變電站連接兩條或多條母線時,如果一條母線空載合閘,會在繞組中出現涌流,同時,在與之并聯運行的其它中性點接地干式變壓器的繞組中也會出現涌流,稱為和應涌流。和應涌流與勵磁涌流密切相關,并交替產生。干式變壓器勵磁涌流接近峰值時,母線電壓瞬時值低,此時不會有勵磁涌流;干式變壓器勵磁涌流中斷時,勵磁涌流為零;當母線電壓恢復到額定電壓附近時,干式變壓器會在涌流和高壓的DC分量的共同作用下產生和應涌流。和應涌流的性質不僅取決于干式變壓器是否空載,還取決于干式變壓器的中性點是否接地。中性點不接地時,只會產生勵磁涌流,不會產生和應涌流,如圖1所示。本文以雙母線接線方式為例,說明浪涌電流的相關問題。1.和應涌流的特征干式變壓器空載合閘時,含有大量的DC分量和大量的非周期分量。DC分量流經其并聯連接。圖1干式變壓器運行接線示意圖(假設干式變壓器A在I母線上運行,啟動干式變壓器C在H母線上運行,干式變壓器A和C中性點接地運行,干式變壓器B停止)
中性點接地干式變壓器的勵磁電抗使干式變壓器的鐵心趨于飽和,產生相應的和應涌流。其特點是:(1)相對于勵磁涌流,對應的涌流為負(反向),即干式變壓器空載合閘,鐵芯正向飽和時,并聯運行的干式變壓器鐵芯往往反向飽和,如圖1-干式變壓器B空載合閘時,干式變壓器B中勵磁涌流的方向, 干式變壓器A和干式變壓器C的磁化電抗方向以及中和涌流的方向如圖中箭頭所示。 (2)干式變壓器會從初始的不飽和狀態逐漸過渡到飽和狀態,并應涌流由小到大逐漸增大,并應涌流的大小與勵磁涌流的大小有關。2和應涌流的問題和應涌流的上述特點相比,存在以下相應的問題:(1)因為和應涌流的方向與勵磁涌流的方向相反。當系統中的一臺干式變壓器空載合閘時,零序電流通過兩臺干式變壓器的中性點和大地進入運行中的干式變壓器,可能導致運行中的干式變壓器零序過流保護誤跳閘,如圖1虛線所示。干式變壓器B空載合閘時,零序電流通過接地零線回路流入干式變壓器A、C,可能造成干式變壓器A或C零序保護誤動。(2)由于大容量干式變壓器空載合閘的暫態過程持續時間較長,浪涌電流緩慢增大,干式變壓器空載合閘一段時間后,運行中的干式變壓器差動保護可能因浪涌電流誤動跳閘。3.解決勵磁涌流存在問題的措施。大型新建電廠一期工程由兩臺機組組成,包括兩臺主變壓器和一臺啟動干式變壓器。變電站母線干式變壓器的接線方式,無論是雙母線(或旁路)接線方式還是3/2接線方式,都是為了保證只有一臺干式變壓器中性點接地運行。只有兩臺干式變壓器應接地。如果一臺中性點接地的干式變壓器停用,另一臺也應停用。針對上述干式變壓器運行方式和勵磁涌流問題,應采取相應的預防措施。3.1存在的問題及注意事項1)系統中的干式變壓器空載合閘時,運行中的干式變壓器零序過流保護誤跳閘。針對該事故的防范措施是:在各種系統運行方式下,正確計算空載合閘時流經其他干式變壓器中性點的較大零序電流值,正確設置干式變壓器零序電流保護各段的整定值,防止零序保護誤動;端口應盡量使設備在正常接線運行方式下運行,并盡量減少或避免在特殊運行方式下運行-,以防止零序保護整定值不符合特殊運行方式要求而引起零序保護誤動作。2)根據和應涌流的產生原理,防止和應涌流產生的預防措施是:空載合閘前,合閘的干式變壓器中性點不接地。使其在合閘時只產生勵磁涌流而不產生和應涌流。需要注意的是,如果封閉式干式變壓器中性點不接地,應考慮干式變壓器空載合閘時的過電壓問題,并采取措施防止沖擊過電壓損壞干式變壓器鐵心或在空載合閘前將封閉式干式變壓器中性點接地,封閉式干式變壓器中性點應短時間停運,如圖 #p#分頁標題#e#
3)現有的大型干式變壓器大多采用基于比率制動特性原理的差動保護。差動保護的較小動作電流一般設定在干式變壓器二次額定電流的0.1~0.5倍,較小制動電流一般設定在干式變壓器二次額定電流的0.8 ~ 1.0倍。整定值小,空載合閘時的涌流可能超過干式變壓器差動保護的動作值,造成差動保護誤動。根據干式變壓器差動保護的不同類型,在保證差動保護靈敏度的前提下,適當設定干式變壓器差動保護的較小動作值,提高差動保護整定的門檻,防止差動保護誤動:在我的大壩電廠和井岡山電廠,曾發生過因勵磁涌流引起差動保護誤動的跳閘事故。主要原因是當時機組廠用電系統處于非正常運行模式,差動保護動作值的整定相對較小,干式變壓器空載合閘時由于和應涌流導致差動保護誤動。井岡山發電廠干式變壓器差動保護動作值為1.330A,較小制動電流為3.716A(整定值為1.295A和3.676A)。從差動保護動作值的分析來看,只要適當提高差動保護的整定值,就有可能避免此類事故的發生。3.2應采取的相應措施鶴崗發電有限責任公司一期工程由兩臺機組組成,包括兩臺主變壓器和一臺啟動干式變壓器。變電站采用雙母線旁路連接方式,每條母線上只接地一臺干式變壓器;為了防止上述問題,建議公司采取相應的預防措施:1)電氣系統應盡可能在正常運行模式下運行,在特殊運行模式下運行時應采取安全措施。2)公司運營部應處于運營狀態
行規程中明確規定在干式變壓器空載合閘前,聯系調度,按照調度要求,投入合閘干式變壓器中性點,停運待并母線上干式變壓器的中性點;或者將合閘干式變壓器中性點不接地,采取措施防止干式變壓器沖擊過電壓損壞干式變壓器鐵心或絕緣。3)公司兩臺主干式變壓器和一臺啟動干式變壓器差動保護均采用比率制動特性的差動保護,差動保護的較小動作電流整定為0.5倍二次額定電流,較小制動電流整定為1.0倍二次額定電流,電流整定值相對較小,為避免差動保護誤動,應重新校核差動保護定值。4結束語針對和應涌流的原理、特性,我們應對其有足夠的認識,工作時做好安全防范措施。防止由于和應涌流誤動跳閘的事故發生,保證設備的安全穩定運行。( 來源:佳工機電網